Was die neue ADS-Verordnung der Vereinten Nationen für die Branche bedeutet:
Von Dr. Elliot London, Simulation Performance Engineer bei rFpro
Anfang dieses Jahres hat die UNECE-Arbeitsgruppe für automatisierte/autonome und vernetzte Fahrzeuge (GRVA) den Entwurf einer globalen technischen Regelung (GTR) für automatisierte Fahrsysteme (ADS) verabschiedet. Dieser Rahmen wird die erste weltweit harmonisierte Rechtsgrundlage für den Einsatz autonomer Fahrzeuge auf öffentlichen Straßen schaffen. Für uns, die wir im Bereich der Simulation tätig sind, hat dies erhebliche Auswirkungen: Durch diese Regelung wird die Simulation von einem „Nice-to-have“ zu einer gesetzlichen Anforderung.
Was die Verordnung vorschreibt
Der Entwurf der GTR legt fest, dass Hersteller die Sicherheit ihrer ADS durch eine Kombination aus Simulation, Prüfstandstests und Fahrversuchen unter realen Bedingungen nachweisen müssen. Die Simulation wird nicht als optionale Abkürzung angeboten, sondern ist als wesentlicher Bestandteil des Sicherheitsnachweises verankert, den Hersteller vorlegen müssen, bevor ein ADS zugelassen werden kann.
Ein zentrales Element ist die Dokumentation. Hersteller müssen ihre Simulations-Toolchains beschreiben und deren Anwendungsbereich, Einschränkungen, Annahmen sowie Unsicherheitsquellen darlegen. Numerische Fehlerabschätzungen müssen dokumentiert werden. Die Ergebnisse von Validierungstests müssen überprüft werden, und etwaige Abweichungen zwischen simulierten und realen Ergebnissen müssen erläutert werden. Die Verordnung verlangt eine lückenlos nachvollziehbare Nachweiskette von der Simulation bis zur Sicherheitsaussage.
Die Verordnung ist bewusst rahmenorientiert; sie legt fest, was nachgewiesen werden muss, schreibt jedoch nicht vor, wie dies zu geschehen hat. Es gibt keine vorgeschriebene Simulationsgenauigkeit; stattdessen muss die Qualität in einem angemessenen Verhältnis zum jeweiligen Risiko stehen. Es gibt berechtigte Gründe, für bestimmte Aufgaben Simulationen mit geringerer Genauigkeit zu verwenden, doch bei Sicherheitsentscheidungen mit hohem Risiko ist die Konsequenz klar: Man benötigt die genaueste und physikalisch fundierteste Simulation, die man erreichen kann.
Warum dies wichtig ist
Dieses Rahmenwerk verändert die Rolle der Simulation im Entwicklungsprozess. Bislang lagen Umfang und Qualität der Simulation im Ermessen jedes einzelnen Herstellers. Nun wird die Simulationsqualität Teil der behördlichen Unterlagen. Im Falle eines Vorfalls ermöglicht das Rahmenwerk der zuständigen Behörde, die gesamte Entwicklungskette zu überprüfen und zu beurteilen, ob die Sorgfaltspflicht ordnungsgemäß erfüllt wurde. Der Dokumentationspfad sollte aufzeigen, wo und wie ein Fehler aufgetreten ist.
Die Verantwortung für diese Dokumentation verteilt sich über die gesamte Lieferkette. Für einen Simulationsanbieter wie rFpro bedeutet dies, den Nachweis zu erbringen, dass unsere Simulationsumgebung und unsere Modelle auf korrekter Physik basieren. Dies umfasst drei Bereiche: die Umgebung (die Physik von Wetter, Beleuchtung und atmosphärischen Bedingungen), die Szene (Objekte wie Fahrzeuge und Fußgänger, ihre Materialdefinitionen und wie sie mit Licht interagieren) und den Sensor (wie ein simuliertes Wahrnehmungssystem das wahrnimmt, was gerendert wird). Jeder dieser Bereiche muss validiert und die Validierung muss dokumentiert werden.
Bei rFpro haben wir einen umfassenden Prozess durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit unserer Simulationsplattform zu validieren und zu dokumentieren:
- Die physikalischen Wechselwirkungen zwischen unserem Beleuchtungssystem, Nebel und bewölktem Himmel wurden umfassend anhand theoretischer Daten überprüft.
- Wir haben ein neues generisches Kamerasensormodell entwickelt, bei dem die Full-Stack-Implementierung des CMOS- und ISP-Kamerasensors im Rahmen unserer Beteiligung an den Sim4CamSens-Projekten[RD1.1] sowohl anhand theoretischer als auch experimenteller Referenzdaten validiert wurde.
- Die Materialdefinitionen werden so kalibriert, dass das Licht mit Objekten so interagiert, wie es in der realen Welt der Fall wäre.
- Für jedes Element dokumentieren wir die durchgeführten Tests, die Parameterbereiche, in denen die Gültigkeit gilt, Empfehlungen für die Anwender und – was besonders wichtig ist – alle bekannten Einschränkungen. Alle Simulationsmodelle haben ihre Grenzen. Entscheidend ist, diese zu verstehen, offen darüber zu informieren und die Bereiche zu definieren, in denen den Ergebnissen vertraut werden kann.
Die Reaktion der Branche
Die Quantifizierung der Simulationsqualität ist von Natur aus schwierig. Wie genau eine Simulation ist, hängt vollständig davon ab, wie sie konfiguriert und dargestellt wird, was direkte Vergleiche zwischen Toolchains extrem schwierig macht. Dies ist wahrscheinlich der Grund, warum die Verordnung darauf verzichtet, einen bestimmten Genauigkeitsschwellenwert festzulegen.
Genau diese Lücke soll durch Initiativen wie die ASAM-Gruppe „Quantifying Simulation Quality“ (QSQ) geschlossen werden, der auch rFpro angehört. Diese von Europa geleitete Initiative arbeitet daran, standardisierte Metriken zur Bewertung der Simulationsqualität zu etablieren – ein Problem, für das es bislang an einem gemeinsamen Vokabular mangelte. Im Vereinigten Königreich verfolgt das Kooperationsprojekt Sim4CamSens ein ähnliches Ziel, und ein Teil seiner Arbeit bestand darin, den Verordnungsentwurf zu analysieren, um dessen Auswirkungen zu verstehen und die zu erbringenden Arbeitspakete zu steuern. Sim4CamSens2 hat den Anwendungsbereich auf die Simulation von Sensoren im Fahrzeuginnenraum ausgeweitet, was die wachsende Bedeutung von Fahrer- und Insassenüberwachungssystemen als Kernelement der ADS-Sicherheit widerspiegelt.
Ausblick auf „
“
Der Entwurf der GTR soll voraussichtlich im Juni 2026 zur Abstimmung kommen. Im Falle einer Verabschiedung können die Vertragsparteien ihn in nationales Recht umsetzen. Für Simulationsanbieter und die Ingenieure, die auf sie angewiesen sind, ist die Richtung klar. Simulation ist nun obligatorisch, ebenso wie deren Validierung und Dokumentation. Sie ist mittlerweile ein zentraler Bestandteil dessen, wie wir nachweisen, dass autonome Fahrzeuge sicher genug sind, um gemeinsam mit uns anderen die Straße zu nutzen.
Bild einer Feldtest-Simulation
Bild vom Praxistest – Kamera
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Über rFpro
rFpro, ein Mitglied der AB Dynamics Group plc, bietet eine Simulationsumgebung für die Automobil- und Motorsportindustrie. Sie wird für die Entwicklung und das Testen von autonomen Fahrzeugen, ADAS, Fahrzeugdynamik und Studien zum menschlichen Faktor verwendet. Die Kunden von rFpro im Bereich Automotive sind die weltweit größten Automobilhersteller, Tier-One-Zulieferer und Sensorentwickler. Wir ermöglichen ihnen die Simulation, Prüfung und Validierung neuer Sensoren, Steuersysteme und Fahrzeug-Hardware-Systeme. Die zehn größten OEMs, die die rFpro-Technologie schon früh eingesetzt haben, haben bereits Fahrzeuge auf den Markt gebracht, deren Entwicklung nicht auf einer Teststrecke, sondern in der virtuellen Umgebung von rFpro begann.
Im Motorsport sind wir Marktführer bei professioneller Driver-in-the-Loop-Simulator-Software - zu unseren Kunden zählen ehemalige und aktuelle Champions aller führenden Motorsportkategorien. Wir unterhalten die größte Bibliothek digitaler Streckenmodelle (digitale Zwillinge), darunter Rennstrecken für F1, NASCAR, WEC, IMSA, Indy, Formel E, Super-GT und australische V8 Supercars. rFpros Vision ist es, dass jedes Fahrsimulatorexperiment mit der ingenieurwissenschaftlich ausgerichteten Simulations-Engine von rFpro durchgeführt wird. Auf jedem Fahrsimulator, ob lokal oder Cloud-basiert, wird rFpro ein wesentlicher Bestandteil der Fahrzeugentwicklung sein.
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